武汉市晴川桥吊杆索力测试分析

用自振频率法测量拱桥吊杆索力，通过分析吊杆的振动特性进而求出索力的方法，介绍了利用自振频率法对武汉市晴川桥测试的实施方案与测试结果，对整个大桥吊杆索力进行分析。实际测试表明这种方法是可行的，吊杆的索力在容许范围内。     

大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析

利用有限元法建立大跨度钢管混凝土拱桥的结构模型,计算其自振性能,应用时程分析法,计算该桥考虑吊杆张力和拱肋初始应力影响的动力特性和地震响应,并与不计吊杆张力和拱肋初应力影响的桥梁动力特性和地震响应进行了比较,分析了该拱桥的结构抗震反应.结果表明,初始应力对于拱肋的力学性能影响不大,并满足设计要求,本桥抗震性能良好.     

大跨中承式钢管混凝土拱桥的自振特性及稳定性

对一大跨中承式钢管混凝土拱桥分别进行了自振特性分析及稳定性分析,研究了设计荷载、拱肋矢跨比、拱面内倾角对大跨中承式钢管混凝土拱桥自振特性、弹性稳定性及弹塑性稳定性的影响。研究表明,降低拱肋矢跨比或将拱面内倾均可有效改善大跨钢管混凝土拱桥的横向面外刚度,提高结构的面外振动频率,并使结构稳定性呈现不同的变化规律。综合考虑自振特性及弹性稳定性两种分析结果比单纯依靠自振特性分析结果评价结构参数取值更合理。本文讨论的360m跨度中承式钢管混凝土拱桥矢跨比宜在1/4附近取值,拱面内倾角度不宜超过10°。     

中承式钢筋混凝土拱桥结构动力特性研究

利用有限元通用软件ANSYS,对一座中承式钢筋混凝土拱桥进行了结构动力特性的数值模拟分析,求出了自振频率、振型等动力参数,对其模态特征进行了描述,并通过变换拱桥的主要结构参数对比分析了它们对结构动力特性的影响.计算结果表明,自振频率随矢跨比的减小略有提高;横撑有助于增强拱肋的横向刚度,减小拱肋面外振动,提高抗风稳定性;各振型的自振频率值随拱肋刚度的提高近似成线性增大,可以通过改变拱肋刚度来调整其自振特性.这些研究结果可以为同类桥梁的抗震设计提供参考.     

基于小波总能量相对变化的拱桥吊杆损伤识别

为了识别拱桥吊杆损伤,提出基于小波总能量相对变化的损伤识别方法.以一典型钢管中承式拱桥为研究对象,通过对测点处的加速度动态响应信号进行离散小波变换,计算出测点处的小波总能量.以结构未损伤状态为基准,构造基于小波总能量相对变化的损伤指标.用提出的识别方法研究冲击类型、加载位置、噪音信号及损伤程度等参数对识别结果的影响.结果表明:提出的损伤指标可识别出不同位置设定下吊杆损伤,并对损伤程度具有较强的敏感性;对于不同的冲击类型及加载位置均能识别出拱桥吊杆损伤,且在不同信噪比(0,5,10和20)下鲁棒性好.     

中承式钢管混凝土拱桥自振特性分析

本文基于某5跨连续中承式钢管混凝土拱桥,借助有限元软件MIDAS,建立了该桥的空间有限元分析模型.对其振型特征进行了分析,求出了自振频率、振型等动力参数.并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响.计算结果为连续中承式钢管混凝土拱桥的抗震设计提供了参考.     

下承式钢管混凝土拱桥自振特性的有限元分析

利用ANSYS有限元通用软件，对一座下承式钢管混凝土拱桥进行了有限元模拟研究，求出了自振频率、振型等动力参数，对其振型特征进行了分析，并通过变换拱桥的主要结构参数分析了它们对自振特性的影响。桥梁实例分析说明采用有限元计算的自振特性数值和实测值较相近，能够基本反映结构的实际状况，还可为桥梁使用过程中的健康检     

基于准静态应变影响线的拱桥吊杆损伤识别及评估

为解决拱桥吊杆损伤的精确识别难题,建立了一种下承式系杆拱桥简化力学模型,并通过力法推导得到了下承式系杆拱桥吊杆应变影响线解析式,据此提出了一种基于下承式系杆拱桥吊杆准静态应变影响线指标的损伤识别方法。借助有限元法验证了该方法对于常规吊杆数目拱桥的适用性,并利用有限元模型算例研究了测试噪声、损伤位置、损伤程度、损伤类别对损伤评估结果的影响,提出了科学的车辆加载实施方案。研究结果表明：在10%的测试噪声内,准静态应变影响线差值曲率法能精准定位拱桥吊杆的局部损伤位置,并可定量评估其损伤程度,在系梁、风撑、拱肋等其他结构损伤时,该方法仍具有良好的识别效果。     

基于实测车辆荷载的拱桥吊杆疲劳性能研究

拱桥吊杆是系杆拱桥的主要承重构件,对桥梁结构的安全性、完整性和使用寿命起着重要的作用。通过动态称重系统（ＷＩＭ）监测现场时变的车辆载荷,可以获得吊杆的时间应力。提出了一种利用动态称重数据的完整信息并结合有限元模型研究拱桥吊杆疲劳性能的新方法,该方法包括４个步骤：生成吊杆受力影响线;转换时变车辆荷载为吊杆拉力;计算吊杆的应力时程,讨论不同计算时间步长对吊杆时间应力历程的影响;评估吊杆的疲劳损伤和寿命。基于九堡大桥的动态称重数据与有限元模型,该评估方法可以逐日精确地评估吊杆的疲劳损伤程度,进而预测其疲劳寿命。     

横桥向地震作用对钢拱桥地震损伤发展的影响

为了研究横桥向地震作用对钢拱桥结构地震损伤发展的影响,以一座实际中承式钢拱桥为对象,建立考虑损伤区局部变形影响的全桥混合有限元（FE）模型. 通过对结构进行不同峰值加速度地震作用下的弹塑性地震反应计算,对比分析在空间三维地震作用和仅在桥梁面内地震作用下钢拱桥的损伤发展情况. 结果表明,横桥向地震动输入虽然不改变钢拱桥面内的位移时程响应及地震塑性损伤区域的分布位置,但会增大钢板发生局部变形的程度并加速焊接节点超低周疲劳损伤的发展,从而增大结构发生局部失稳破坏和超低周疲劳破坏的可能性. 在钢拱桥的抗震设计中宜同时考虑3个方向的地震作用,以确保结构的抗震安全.     

下承式拱桥吊杆的破损安全研究

为研究吊杆破断对下承式拱桥静力响应的影响以及是否是破损安全的。以新建铁路马道口下承式拱桥为背景,采用桥梁专业软件MIDAS/CIVIL,运用准静力法对吊杆破断进行模拟。分析计算了单根吊杆破断和多根吊杆破断对桥梁结构的影响。结果表明:单根吊杆破断对下承式系杆拱桥静力响应影响较小,吊杆破断是破损安全的;当有连续的3对吊杆破断时,其相邻吊杆的安全系数严重降低,应力幅增量很大,会引起吊杆的连锁破断,对桥梁结构造成严重的损伤。     

不同轴偏转对中、下承式拱桥吊杆承载能力的影响

在温度作用下, 中、下承式拱桥的桥面板和拱肋会在纵桥向产生不同程度的变形, 这将导致吊杆 尤其是长度相对较短的吊杆发生不同轴偏转。不同轴偏转可能导致吊杆内部钢绞线断裂, 并进一步引起吊 杆的突然断裂。 通过理论推导和有限元分析研究了不同轴偏转对吊杆的不利影响, 当吊杆产生不同轴偏转 时, 下锚固端将产生较为明显的弯曲应力且吊杆的承载能力会被削弱。以105 m 主跨的下承式拱桥为例, 吊杆下锚固端的弯曲应力最大可达容许应力的 56. 5%。 基于上述结论, 对组成吊杆的钢绞线进行了有限元 分析和相关试验, 研究其在不同轴偏转下的力学性能。 结果表明, 随着不同轴偏转程度的加重, 钢绞线的 轴向破断力明显降低, 进而导致吊杆承载能力不断削弱。结合上述研究结果对相关规范中吊杆承载能力的 校核方法进行了修正, 并提出使用无缝桥面板结构可以降低不同轴偏转对中、下承式拱桥吊杆的不利影响。     

基于行人舒适度的大跨度飞燕式钢管拱桥设计参数研究

以某大跨度飞燕式钢管混凝土拱桥结构阻尼比、吊杆数量、吊杆形式、拱肋倾角、桥面板类型、横梁刚度等主要设计参数为研究对象,采用车桥耦合振动计算软件VBC,分析了不同条件下桥梁结构振动及行人舒适度指标,得到了各种设计参数对行人舒适度的影响,可供类似工程设计参考。结果表明,拱上立柱和吊杆数量、拱肋平面倾角(设置风撑)、吊杆布置形式等设计参数对行人舒适度无明显影响;阻尼比、钢端横梁刚度、普通钢横梁刚度越大,结构振动越小;采用混凝土桥面板比采用钢桥面板结构振动小;设置风撑对人行道振动有一定抑制作用。     

大型桥梁吊杆自振频率测试与分析

介绍了利用脉动法对九江长江大桥吊杆作自振频率测试的实施方案和测试结果．实际测试表明：大桥各吊杆受力状态良好；吊杆涡振时其横向统流旋涡脱落频率等于其自振频率：脉动法简单可靠，是大型桥梁结构自振频率测试的一种有效方法．     

声发射技术在拱桥吊杆损伤监测中的应用

目的为了克服常规无损检测方法不能动态监测吊杆损伤程度和类型，提出利用声发射技术监测吊杆损伤的活性.方法使用上升时间和持续时间关系图确定有效信号，设置浮动门槛值和增设警卫传感器去掉环境噪声；运用声发射参数法分析吊杆内水泥砂浆和钢绞线的损伤程度，并且还使用波形分析技术判断吊杆的损伤类型；在此基础上，对四川峨边大渡河拱桥的所有吊杆进行了全面的声发射在线监测.结果结果表明声发射信号幅值、能量、计数随时间实时变化图能直观显示吊杆的损伤程度关系；波形和频率范围上的差异能有效判断各种损伤类型，其监测结果与实际情况非常吻合.结论采用合理的降噪手段和识别方法，能够从强噪声环境中提取有效声发射信号，声发射特征参数相关图和波形分析技术能够动态监测拱桥吊杆的损伤程度和类型.     

吊杆损伤下钢管混凝土拱桥的超载研究

目的 研究钢管混凝土拱桥在超载车辆作用下及短吊杆、1/4跨度处吊杆损伤时的吊杆应力变化,为钢管混凝土拱桥的安全运营提供依据.方法 建立钢管混凝土拱桥有限元模型,对钢管混凝土拱桥在2辆超载车一侧加载及吊杆损伤情况进行模拟研究.结果 有限元方法 计算得到的位移值与实测位移值相符,验证了分析模型正确性;超载作用下,短吊杆单独损伤45%以上时,短吊杆的应力超出许用应力;1/4跨度处吊杆单独损伤47%以上时,该处吊杆的应力超出许用应力;短吊杆、1/4跨度处吊杆同时损伤时,吊杆应力比相应的单独损伤情况的吊杆应力大,存在隐患更大些.结论 吊杆完好情况下,钢管混凝土拱桥通过超载车时没有安全隐患;当短吊杆、1/4跨度处吊杆存在一定损伤程度情况下,有超载车通过该桥时,存在一定的隐患;该研究对于吊杆损伤情况下拱桥超载方面的研究具有参考价值.     

钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥自振特性研究

针对世界上第一座钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥,研究其自振特性,并进行了实桥的自振特性测量.研究结果表明:前3阶自振均不是主梁在竖向的振动,说明该桥的竖向刚度强于横向刚度;1阶竖向振动出现在结构的第4阶自振,频率为3.391 Hz;结构的1阶扭转出现在第6阶自振,频率为4.449 Hz;V腿结构的纵向和横向截面刚度会对钢-砼组合连续梁-V腿连续刚构桥整体的自振特性有明显影响.     

体外束对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响

为研究体外束张拉对波形钢腹板简支箱梁自振频率的影响,基于弯曲振动微分方程,推导了自振频率解析公式,参考模型试验梁,考虑预应力张拉和复杂应力状态下的弹性模量修正,采用数值方法分析结构自振频率.分析表明,预应力张拉产生应力软化效应,引起结构刚度降低,波形钢腹板组合箱梁结构的频率降低;对于模型试验梁,预应力张拉对结构的刚度影响较小,但体外束预应力使得混凝土处于复杂应力状态,材料的弹性模量与单向应力状态下的弹性模量不同,体外束张拉可使波形钢腹板简支箱梁自振频率增大.     

大跨斜拉桥拉索断裂的损伤诊断研究

根据大跨斜拉桥拉索的特点,提出用模糊模式识别理论对大跨斜拉桥的拉索进行损伤诊断。在损伤识别过程中,分析了拉索损伤位置和损伤程度对结构自振频率的影响,以结构损伤和完好状况下的自振频率归一化的频率差作为损伤标识量,以此建立拉索损伤的模糊模式识别子集,再利用模糊模式识别方法对拉索损伤位置和程度进行识别。为了证明该方法的可行性,对天兴洲大跨斜拉桥结构模型进行了数值仿真,并考虑了噪声的影响,结果表明该方法能够有效地识别拉索损伤。     

基于状态空间法的分段变截面吊杆张拉力分析

针对分段变截面拱桥吊杆的动力特性,采用受轴向张拉力作用的Euler-Bernoulli梁理论建立分析模型,开发基于状态空间法的精确分析方法. 该方法详细考虑吊杆各部分不同的截面特性和材料参数,以及吊杆两端实际较为复杂的边界条件,给出吊杆自由振动的频率与其张拉力的关系,为基于频率法的吊杆张拉力测试方法提供理论基础. 通过某实际拱桥的吊杆张拉力测试数据以及有限元分析结果,验证所提方法. 当吊杆的索体长度大于阈值时,吊杆的有效计算长度与吊杆的实际索体长度存在着较强的线性关系,因此可将本研究方法与经典弦理论公式相结合,识别与索体长度相关的吊杆有效计算长度,可在实际工程中运用弦理论公式方便地计算吊杆张拉力.